锥齿轮课程设计 链板式输送机传动装置

1、机械设计课程设计机械设计课程设计说明书说明书设计题目链板式输送机传动装置 2-E目目录录课程设计题目第一部分传动方案拟定第二部分电动机的选择第三部分传动比的分配第四部分传动参数计算第五部分传动零件的设计计算第六部分轴的设计计算第七部分圆锥滚子轴承的选择及校核计算第八部分键联接的选择及校核计算第九部分联轴器的选择第十部分润滑及密封第十一部分 箱体及附件的结构设计和选择参考资料课程设计题目：课程设计题目：设计带式运输机传动装置（简图如下）原始数据：输送链的牵引力 F/kN1.6运输机链速 V/(m/s)0.6传送链链轮的节圆直径 d/mm110工作条件： 连续单向转动，工作时有轻微振动，使用期 1

2、0 年（每年 300 个工作日），小批量生产，两班制工作，输送机工作轴转速允许误差为5%。链板式输送机的传动效率为 0.95。计算与说明计算与说明主要结果主要结果第一部分第一部分传动方案拟定传动方案拟定传动方案（已给定）：外传动为 V 带传动；减速器为一级展开式圆锥齿轮减速器。方案简图如下：第二部分电动机的选择第二部分电动机的选择1、电动机类型的选择： Y系列三相异步电动机2、电动机功率选择：a、工作机所需功率：11.6 0.6 10001.010510001000 0.95FVpkWb、传动总效率：170.96 0.98 0.95 0.98 0.99 0.98 0.960.81579传动类别

3、精度结构及润滑效率锥齿轮传动3开式传动（脂润滑）0.920.95（取中间值 0.95）滚动轴承246滚子轴承0.98V 带传动10.96滚子链传动70.96联轴器5弹性、齿式0.99=1.0105kw=0.81579Pd=1.2387kw所需电动机的功率Pd= Pw/=1.01053/0.81579=1.2387kwc、确定电动机转速：计算鼓轮工作转速：60 10000.6 60 1000104.17 / min3.14 100Vnrd按推荐的传动比合理范围，取圆锥齿轮传动一级减速器传动比范围=23。取 V 带传动比=24，则总传动比理想范围为 i=412。符合这一范围的同步转速有 1000

4、r/min和 1500r/min。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见转速 1000r/min比较适合，则选 n=1000r/min 。d、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，由理论需求电机功率 Pd=1.2387kw及同步转速，选电动机型号 Y100L-6。其主要性能：额定功率：1.5KW，满载转速940r/min。第三部分计算总传动比及分配各级的传动比第三部分计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i=940/104.17=9.02372、分配各构件传动比：21iii3、初定带传动的传比=3，则减速器内的传动就为219.02373.00793iii

5、第四部分运动参数及动力参数计算第四部分运动参数及动力参数计算1、各轴转速：电动机转速=940r/min小锥齿轮轴转速121nni=940/3 =313.3333r/min大锥齿轮转速232nni104.17r/min链轮轴转速43nn104.17r/min2、各轴功率：1211.5 0.961.44PPkW31231.44 0.95 0.981.3406PPkW 42451.34064 0.98 0.991.3007PPkW 3、各轴转矩：电动机轴：1119550/15.2394TP nN m电动机 型号为 Y100L-6i=9.0237=3=3.00791313.3333 /minnr210

6、4.17 / minnr21.44Pkw31.34064kwP 41.300689kwP 123415.239443.8894122.9059119.8118TN mTN mTN mTN m小锥齿轮轴：2229550/43.8894TPnN m大锥齿轮轴：3339550/122.9059TPnN m链轮轴：4449500119.81184pTN mn4、参数汇总参数转速（r/min）功率（kW）转矩（mN ）轴313.33331.4443.8894轴104.171.34064122.9059轴104.171.3007119.81184第五部分传动零件的设计计算第五部分传动零件的设计计算1. 皮

7、带轮传动的设计计算皮带轮传动的设计计算（1）选择普通 V 带截型，由机械设计教程表 6-6得：3 . 1AK1.3 1.51.95caApK pkw0940 /minnr所以选择 A 型 V带（2）确定带轮基准直径，并验算带速为提高 V 带的寿命，应选取较大的直径，故选取：1106mmdd 211i(1)3 1061 0.01315.649ddddmm 查 表6-8应选取2315ddmm轴的实际转速：1122(1)(1 0.01) 940 106313.1541 / min315ddn dnrd验证带的速度：1 1106 9405.2171/60 100060 1000dd nvm s一般 v

8、不得低于 5m/s，故带的速度合适。（3）确定带长和中心矩按设计要求120120.7()2()ddddddadd取0400amm：2210120()21488.605924dddddddLaddmmaA 型 V带1106mmdd2315ddmm=5.2171m/s1400dLmma=355.7mmz=20165.993NF 635.52rFN查表 6-2取1400dLmm实际轴间距：001400 1488.6400355.722ddLLaamm安装时所需最小轴间距离：min0.015355.70.015 1400334.7daaLmm张紧或补偿伸长所需最大轴间距离：max0.03355.70.

9、03 1400397.7daaLmm(4) 验算小带轮包角：21118057.3146.33120dddda包角合适。(5)确定带的根数由940 / minnr，1106ddmm得11.04pkw,10.11p,0.91ak ,0.96Lk 111.951.94021.040.110.91 0.96dLpzppK K可以选取2z (6)计算轴压力单根 v 带的初拉力：由表 6-3得 m=0.1kg/m202.55001165.99302daPFmVNKV压轴力：02sin635.522rFzFN根据查 6-10取 ha=2.75mm,f=10mm,e=15mm,则小轮基准直径：dd1=106m

10、m小轮外径：112111adaddhmm带轮宽：1235Bzefmm大轮基准直径：2315ddmm大轮外径：2223152 5325adaddhmm 2齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算1、选定精度等级，材料热处理方式，齿数初定：1)本运输机工作速度、功率都不高，选用 7级精度；Z1=20Z2=601u=32) 选 择 小 齿 轮 材 料 为 40Cr ， 调 质 处 理 ， 硬 度HBS1=2412863) 大 齿 轮 材 料 为 45 钢 ， 调 质 处 理 ， 硬 度 为HBS2=2172554)选取小齿轮齿数 Z1=20，初步确定传动比为 i2=3 则大齿轮齿数 Z2= i2Z160

11、5)此时传动比13u 2、按齿面接触疲劳强度计算：锥齿轮以大端面参数为标准值，取齿宽中点处的当量齿轮作为强度计算依据进行计算。（1）初拟载荷系数 K=1.2，取齿宽系数L=0.3（2）计算节锥角1cotcot318.4349arcuarc21909018.434971.5651（3)按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限应以大齿轮材料所决定的许用接触应力为准,对 45 号钢,取2230HBS ,大齿轮：lim2539HaMP(4)接触疲劳强度寿命系数。取安全系数1.0Hs 计算接触疲劳的寿命系数06HNNKN86060 313.3333 3 16 300 103 10nNnt ,2.42.470

12、30()30 (230)1.397 10NHBS,因0NN,故取0NN，1HNK(5)计算接触疲劳许用应力许用接触应力：lim/539HHNHaKSMP(6)按齿面接触强度设计传动区域系数2.5Hz，弹性影响系数189.8EazMP2131224()d(1 0.5)HELLHKT z zu33224 1.2 43.889 1063.1425390.3(1 0.5 0.3)3 ()2.5 189.8mm 齿轮模数1163.1423.15720dmmmZ3、按齿根弯曲疲劳强度计算：对小齿轮取1260HBS ,对大齿轮仍用接触强度时的数据,取2230HBS ,按线性插值得弯曲疲劳极限分别为lim12

13、78218218(260200)241.5353200FaMPlim2185 155155(230 120)192210 120FaMP由机械设计教程表 8-6 取安全系数1.3FS,计算弯曲疲劳寿命系数894 10FHKN因8603 10nNnt 84 10，故1FHK许用应力： lim11186FNFaFFKMPS； lim22148FNFaFFKMPS查表 8-8表得12.77FaY,22.13FaY112.770.01489 186FaFY；222.130.01439 148FaFY两者相比较可知11 FaFY大，故选其进行校验：21132124(1 0.5)11 0.51 LFaLL

14、FkTYmZu332214 1.2 43.889 10 (1 0.5 0.3) 2.771 0.5 0.30.3 2031 186 2.255mm4、确定模数：综上所述 ,模数3.157m 故应取模数值为3.5m 5、齿轮参数计算：两齿轮的当量齿数1112021.08coscos18.4349VZZ22260189.74coscos71.5651VZZ由齿数求分度圆直径1120 3.570dZ mmm2260 3.5210dZ mmm锥距 R，由22113170110.679722uRdmm齿宽0.3 110.679733.2039RbRmm圆整取134bmm234bmm6、齿轮参数汇总：名

15、称代 号小锥齿轮大锥齿轮齿数Z2060模数m3.5mm节锥角18.434971.5651分度圆直径d(mm)70210齿顶高ha(mm)3.5齿根高hf(mm)4.2齿顶圆直径da(mm)76.641212.214齿根圆直径df(mm)62.031207.340锥距R(mm)110.6797顶隙c(mm)0.7分度圆齿厚S(mm)5.497787当量齿数ZV21.08189.74齿宽B(mm)36齿宽系数R0.3第六部分轴的设计计算第六部分轴的设计计算输入轴的设计计算1、按照扭转强度初定直径选用 45 号钢作为轴的材料，调质处理，取 35MPa，按机械设计教程式 12-2，初定轴径。33min

16、95500009550000 1.4418.45590.2 0.2 313.3333 30TPdmmn考虑有两个键槽，将直径增大 7%，则18.4559 1.0719.7478dmm因键槽对轴强度的削弱以及带轮对小轴有较大的拉力，我们选择小轴最小径20dmm。2、输入轴的结构设计( 1 )轴上零件的定位，固定和装配123456( 2 )确定轴各段直径和长度段：d1=20mm 长度取 L1=40mmA型平键两个：键长 32mm b=h=6mm段：d2=25mm 长度取 L2=32mm段：d3=30mm 长度取 L3=18mm 用来和轴承进行过度配合，初选用 30206型圆锥滚子轴承。段：d4=2

17、8mm长度为 L4=39mm段： d5=30mm 长度为 L5=29mm 用来和轴承进行过度配合，初选用 30206型圆锥滚子轴承。段：齿轮部分输出轴的设计计算1、按照扭转强度初定直径选用 45号钢最为轴的材料233min295500009550000 1.3406426.94540.2 0.2 104.17 30Pdmmn考虑有键槽，将直径增大 5%，则26.9454 1.0528.2971dmm考虑到联轴器的尺寸，选大轴最小径30dmm2、输出轴的结构设计( 1 )轴上零件的定位，固定和装配12 3456( 2 )确定轴各段直径和长度段: d1=30mm、长度取 L1=60mm，与联轴器相

18、连。A 型平键：键长 50mm b*h=10*8段: d2=32mm 长度取 L2=37mm。段: d3=35mm 长度取 L3=27mm 用来和轴承进行过度配合，初选用 30207型圆锥滚子轴承。段：d4=43mm 长度为 L4=86mm，定位。段：d5=37mm 长度为 L5=42mm，与大齿轮配合。A 型平键：键长 36 b*h=10*8VI 段：d6=35mm 长度为 L6=30mm，和轴承进行过度配合,初选用 30207型圆锥滚子轴承。( 3 )轴强度校核A 型键3266LmmbmmhmmA 型键32108LmmbmmhmmA 型键55108Lmmbmmhmm弹性套 柱销联轴器60F

19、tF rFa100MHFaFaFrMaMv1Mv2TFt受力分析如图所示对大锥齿轮受力分析：Ft=2T2/dm1=2*34.27/51=4.13129KN（外）Fa=Ft*tan20*sin18.4349=1.4265KN（右）Fr=Ft*tan20*cos18.4349=0.4755KN（下）轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取全损耗 系统用油 L-AN15通用 锂基润滑脂隙缝密封折合系数59. 0154.9234HMN m,117.83125VMN m2131.95125VMN m,222203.5003VHMMMN m22216.0341caMMTN m由弯矩图和扭矩图可知危险截面

20、是在轴段 5。计算截面 5的抗弯截面系数 W333374970.32563232dWmm轴的计算应力221()43.4443cacaacMTMMPWW该轴材料为 45 号钢，调质处理，查得其许用应力为 58.565MPa，取 60aMP因此因此 ca，故满足要求。第七部分第七部分 圆锥滚子轴承的选择及校核计算圆锥滚子轴承的选择及校核计算由于轴承会受到较大的轴向力，故选择圆锥滚子轴承。1、对于从动轴，选择 30207轴承，由受力分析知：10.75783VRKN,21.2333VRKN11.54923HRKN,22.5821HRKN221111.72465VHRRRKN，222222.8615VH

21、RRRKN查表得 Y=1.6，S=R/2Y,故110.538952RSKNY；221.430752RSKNY110.53895ASKN；211.96545aASFKN；0.37e 11/0.312ARe22/0.687ARe而查表 15-1知 基本额定动载荷54.2CkN故查表得10.4X ，11.6Y ，21X ,20Y 则当量动载荷,载荷系数1.1pf 11111()1.707398pPfX RY AkN，22222()3.14765pPfX RY AkN，因12PP,所以按轴承 2的受力大小验算106631210105.42()()2109351.3366060 104.17 3.148

22、hCLhnP因轴承预计寿命 L=330016=14400h，故hLL，满足要求。2、对于主动轴，选择 30206轴承，由受力分析知：10.10189VRKN,21.3246VRKN11.18037HRKN,25.3117HRKN221111.1848VHRRRKN，222225.4743VHRRRKN查表得 Y=1.6，S=R/2Y,故110.370242RSKNY；221.71072RSKNY221.7107ASKN；122.18622aASFKN；0.37e 11/1.8463ARe22/0.3125ARe而查表 15-1知 基本额定动载荷43.2CkN故查表得10.4X ，11.6Y ，

23、21X ,20Y 则当量动载荷,载荷系数1.1pf 11111()4.369pPfX RY AkN，22222()1.3032pPfX RY AkN，因12PP,所以按轴承 1 的受力大小验算106631101043.2()()162104.996060 213.33 4.369hCLhnP因轴承预计寿命 L=330016=14400h，故hLL，满足要求。第八部分第八部分 键联接的选择及校核计算键联接的选择及校核计算（1）带轮与输入轴所用键的校核轴径20dmm，轴长40lmm选用 A 型平键，通过查表得到3266Lmm bmm hmm轮毂的材料是铸铁，键和轴的材料是 45 号钢，选用较小的材

24、料做为计算，即 50 60pMpa144 43.889437.61120 6 (326)ppTMPadhl ，满足要求。（2）输出轴和齿轮连接采用的键的校核轴径37dmm，轴长42lmm采用 A 型平键连接。通过查表得到36108Lmm bmm hmm轴和齿轮的材料都是 45 号钢，所以抗压需用应力是： 100 120pMpa1462.88ppTMPadhl，满足要求。（3）输出轴和联轴器连接采用的键的校核轴径30dmm，轴长60lmm采用 A 型平键连接。通过查表得到55108Lmm bmm hmm轮毂的材料是铸铁，键和轴的材料是 45 号钢，选用较小的材料做为计算，即 50 60pMpa3

25、445.5207ppTMPadhl，满足强度要求。第九部分第九部分 联轴器的选择联轴器的选择减速器的输出轴与工作机之间用联轴器连接，由于轴的转速较低，传递转矩较大，综合考虑选用弹性套柱销联轴器，联轴器上的扭矩为119.81184N m，选用型号为 LT5。第十部分第十部分 润滑及密封润滑及密封齿轮的润滑齿轮的润滑采 用 浸 油 润 滑 ， 由 于 低 速 级 周 向 速 度 为1.1454m/s，为锥齿轮传动，浸油高度应没过大锥齿轮齿宽，至少应没过 1/2 齿宽，齿顶距箱底至少 30mm,这里为设计 为 32mm 。选用 全损耗系统 用油 L-AN15。轴承的润滑轴承的润滑由于浸油齿轮的圆周速

26、度2/m s，齿轮不能有效的把油飞溅到箱壁上，因此选用脂润滑方式。脂润滑具有形成润滑膜强度高，不容易流失，容易密封，一次加脂可以维持相当长一段时间，也有利于传动装置的维护。选用 ZL-1 号通用锂基润滑脂（GB 7324-1994） 。端盖与轴间的密封端盖与轴间的密封轴承用轴承盖紧固，已知轴承用脂润滑，且轴的最高圆周速度不超过 2m/s，属于低速范畴，因此这里可以使用隙缝密封。隙缝密封结构简单，在油沟内填充润滑脂以防止内部润滑脂泄露和外界水气入侵，适用于转速低，温度不高的场合。第十一部分第十一部分 箱体及附件的结构设计和选择箱体及附件的结构设计和选择减速器附件的选择减速器附件的选择起吊装置：采

27、用箱盖吊环螺钉、箱座吊耳通气器：由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用 M141.5油面指示器：选用油尺 M12放油螺塞：选用外六角油塞及垫片 M141.5名称尺寸（mm）箱 座 壁 厚8箱 盖 壁 厚8箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度12箱座底凸缘厚度20地脚螺钉直径12地脚螺钉数目4小锥齿轮轴轴承旁连接螺栓直径10大锥齿轮轴轴承旁连接螺栓直径10盖与座连接螺栓直径8轴承端盖螺钉直径M8视孔盖螺钉直径M6箱体及其附件参数箱体及其附件参数箱体的附件包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启盖螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置等等。箱体 加工工艺路线：铸造毛坯时效油漆划线粗精加工基准面

28、粗、精加工各平面粗、半精加工各主要加工孔精加工主要孔粗、精加工各次要孔加工各紧固孔、油孔等去毛刺清洗检验。减速器的装拆顺序及注意事项 ：箱体和箱盖通过螺栓连接，拆下螺栓即可将箱盖取下，对于两轴系零件，整个取下该轴，即可一一拆下各零件。其它各部分拆卸比较简单。 拆卸零件不要用硬东西乱敲，以防敲毛敲坏零件，影响装配复原。对于不可拆的零件，如过渡配合或过盈配合的零件则不要轻易拆下。对拆下的零件应妥善保管，以免丢失。技术要求：技术要求：1.啮合侧隙大小用铅丝检验，保证侧隙不小于0.16。铅丝直径不得大于最小侧隙的两倍。2.用涂色发检验轮齿接触斑点，要求齿高接触斑点不少于40%，齿宽接触斑点不少于50%。3.应调整轴承的轴向间隙，35为0.050.1， 30